Nová generácia jadrovej elektrárne. Nová jadrová elektráreň v Rusku

Počas posledného štvrťroka sa niekoľko generácií zmenilo nielen v našej spoločnosti. Dnes sa budujú jadrové elektrárne novej generácie. Najnovšie ruské jednotky sú teraz vybavené iba vodou chladenými reaktormi generácie 3+. Reaktory tohto typu je možné nazývať bez preháňania najbezpečnejším. Počas celej prevádzky reaktorov VVER (vodovodný reaktor) nedošlo k žiadnej vážnej nehode. Jadrové elektrárne nového typu na svete spolu už viac ako 1000 rokov fungujú stabilne a nehôd.

Konštrukcia a prevádzka najnovšieho reaktora 3+

Uránové palivo v reaktore je uzavreté v zirkónových rúrach, takzvaných palivových článkoch alebo TVEL. Tvoria reaktívnu zónu samotného reaktora. Keď sa z tejto zóny odstránia absorpčné tyče, v reaktore sa zvyšuje tok častíc neutronov a potom začne samočinná reťazová štiepna reakcia. Týmto uránovým spojom sa uvoľňuje veľké množstvo energie, ktoré ohrieva palivové články. Zariadenie vybavené systémom VVER pracuje na dvojkruhovej schéme. Po prvé, čistá voda prechádza cez reaktor, ktorý bol už čistený z rôznych nečistôt. Potom prechádza priamo cez aktívnu zónu, kde ochladzuje a kúpe palivové články. Takáto voda sa ohrieva, jej teplota dosahuje 320 stupňov Celzia, takže zostáva v kvapalnom stave, musí sa udržiavať pod tlakom 160 atmosfér! Potom by mala horúca voda prúdiť do generátora pary a vyhnúť sa teplu. Druhá slučková kvapalina potom opäť vstupuje do reaktora.

Nasledujúce akcie sú v súlade s bežnou kogeneráciou. Voda v druhom okruhu v parnom generátore sa prirodzene mení na paru, plynný stav vody rotuje turbínu. Tento mechanizmus prinúti elektrický generátor generovať elektrický prúd. Samotný reaktor a generátor pary sú umiestnené vo vnútri uzavretého betónového plášťa. V parnom generátore voda primárneho okruhu, ktorá opúšťa reaktor, nijakým spôsobom neovplyvňuje kvapalinu z druhého okruhu smerujúceho do turbíny. Táto schéma umiestnenia reaktora a parogenerátora vylučuje prenikanie žiarenia odpadom mimo reaktorovej haly stanice.

Pri šetrení peňazí

Nová jadrová elektráreň v Rusku vyžaduje 40% celkových nákladov samotnej stanice na náklady na bezpečnostné systémy. Prevažná časť finančných prostriedkov je vyčlenená na automatizáciu a návrh pohonnej jednotky, ako aj na vybavenie bezpečnostných systémov.

Základom zabezpečenia bezpečnosti novej generácie jadrových elektrární je hĺbková zásada obrany založená na použití systému štyroch fyzických bariér pri uvoľňovaní rádioaktívnych látok.

Prvá bariéra

Je prezentovaná vo forme pevnosti tabliet s uránovým palivom. Po takzvanom spekaní v peci pri teplote 1200 stupňov získajú tablety vysoko pevnostné dynamické vlastnosti. Nespúšťajú sa pod vplyvom vysokých teplôt. Sú umiestnené v zirkónových rúrach a tvoria plášť palivových článkov. Jeden takýto palivový článok sa automaticky vstrekne viac ako 200 tabliet. Keď úplne naplnia zirkónikovú trubicu, robot zavádza pružinu, ktorá ju zatlačí do bodu poruchy. Potom stroj vyberie vzduch a potom ho úplne utesní.

Druhá bariéra

Je to hermetické puzdro z zirkónových palivových článkov. Plášť TVEL je vyrobený zo zirkónu jadrovej čistoty. Zvyšuje odolnosť proti korózii, je schopný udržať tvar pri teplote viac ako 1000 stupňov. Kontrola kvality výroby jadrového paliva sa vykonáva vo všetkých fázach výroby. V dôsledku viacstupňových kontrol kvality je možnosť odtlakovania palivových článkov extrémne nízka.

Tretia bariéra

Vyrába sa vo forme pevného telesa reaktora z ocele, ktorého hrúbka je 20 cm. Je určená na pracovný tlak 160 atmosfér. Teleso reaktora zaisťuje zabránenie uvoľňovania štiepnych produktov pod ochranný plášť.

Štvrtá bariéra

Ide o uzavretý ochranný plášť samotnej reaktorovej haly, ktorý má ešte jeden názov - konfiškáciu. Skladá sa iba z dvoch častí: vnútornej a vonkajšej škrupiny. Vonkajší plášť poskytuje ochranu pred všetkými vonkajšími vplyvmi prírodnej i technogénnej povahy. Hrúbka vonkajšieho plášťa je 80 cm vysokopevnostného betónu.

Vnútorná škrupina s hrúbkou betónovej steny je 1 metr 20 cm a je pokrytá masívnou oceľovou tabuľou o hrúbke 8 mm. Navyše, jeho stierka je posilnená špeciálnymi systémami káblov, ktoré sú natiahnuté vo vnútri samotnej škrupiny. Inými slovami, ide o kokon vyrobený z ocele, ktorý tiahne betón a posilňuje svoju pevnosť trikrát.

Nuance ochranného povlaku

Vnútorná ochranná vrstva jadrovej elektrárne novej generácie odoláva tlaku 7 kilogramov na štvorcový centimeter a vysokej teplote až do 200 stupňov Celzia.

Medzi vnútorným a vonkajším plášťom je medzikomplexný priestor. Má systém filtračných plynov, ktoré prichádzajú z priestoru reaktora. Najsilnejšia železobetónová škrupina si zachováva celistvosť pri zemetrasení o 8 bodoch. Odoláva poklesu lietadla, ktorého hmotnosť bola vypočítaná až do 200 ton, a tiež umožňuje odolávať extrémnym vonkajším vplyvom, ako je tornádo a hurikány, s maximálnou rýchlosťou vetra 56 metrov za sekundu, ktorej pravdepodobnosť je možná raz za 10 000 rokov. A napriek tomu takýto plášť chráni pred vzdušnou nárazovou vlnou s tlakom vpredu až do 30 kPa.

Zvláštnosť výroby jadrovej energie 3+

Systém štyroch fyzických bariér obrany do hĺbky vylučuje uvoľnenie rádioaktívnych látok z pohonnej jednotky v prípade núdze. Vo všetkých reaktoroch VVER sú pasívne a aktívne bezpečnostné systémy, ktorých kombinácia zaručuje riešenie troch hlavných úloh, ktoré vznikajú v prípade núdze:

• Zastavenie a zastavenie jadrových reakcií;
• Zabezpečenie permanentného odstraňovania tepla z jadrového paliva a samotnej pohonnej jednotky;
• Zabránenie uvoľňovania rádionuklidov za hranice v prípade núdze.

VVER-1200 v Rusku a vo svete

Jadrové elektrárne novej generácie Japonska po havárii v jadrovej elektrárni Fukushima-1 sa stali bezpečnými. Japonci sa potom rozhodli, že už nebudú prijímať energiu pomocou pokojného atómu. Nová vláda sa však vrátila do jadrovej energetiky, pretože ekonomika krajiny utrpela veľké straty. Domáci inžinieri s jadrovými fyzikmi začali rozvíjať bezpečnú jadrovú elektráreň novej generácie. V roku 2006 sa svet dozvedel o novom super výkonnom a bezpečnom vývoji domácich vedcov.

V máji 2016 bola dokončená veľká konštrukcia v regióne čiernej zeme a úspešné dokončenie testovania 6. bloku v Novovoronežskej jadrovej elektrárni. Nový systém funguje stabilne a efektívne! Po prvýkrát pri výstavbe stanice pracovali inžinieri iba jedna a najvyššia chladiaca veža na svete. Kým predtým boli postavené dve chladiace veže na jedno napájanie. Vďaka tomuto vývoju bolo možné šetriť finančné zdroje a šetriť technológie. Ďalším rokom na stanici sa uskutočnia diela inej povahy. To je nevyhnutné na postupné uvedenie do prevádzky zostávajúceho zariadenia, pretože nie je možné začať všetko naraz. Pred jadrovou elektrárňou Novovoronež - stavba siedmej pohonnej jednotky, bude trvať ešte dva roky. Potom bude Voronež jediným regiónom, ktorý realizoval taký rozsiahly projekt. Každoročne navštevujú Voronež rôzne delegácie, ktoré skúmajú prácu jadrovej elektrárne. Takýto vnútorný rozvoj zaostal za západom a východom v energetickom sektore. Dnes chcú zaviesť rôzne štáty a niektoré už takéto jadrové elektrárne používajú.

Nová generácia reaktorov pracuje v prospech Číny v Tianwane. Dnes sa takéto stanice budujú v Indii, Bielorusku a pobaltských štátoch. V Ruskej federácii sa zavádza VVER-1200 vo Voroneži, regióne Leningrad. Plánuje vytvoriť podobnú štruktúru v energetickom sektore v Bangladéšskej republike a tureckom štáte. V marci 2017 sa stalo známe, že Česká republika aktívne spolupracuje s Rosatomom vybudovať podobnú stanicu na svojom území. V Rusku plánujú vybudovať jadrovú elektráreň (novú generáciu) v Seversku (Tomsksku), Nižnom Novgorode a Kursku.